手撕408|操作系統(tǒng)的發(fā)展及分類(2)

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操作系統(tǒng)的發(fā)展這一節(jié)屬于比較偏記憶的知識(shí)點(diǎn)。如果梳理不清楚的話，容易在選擇題失分，那么OS自誕生之起經(jīng)歷了哪些過(guò)程呢？請(qǐng)看冷月的講解。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，OS的發(fā)展如下：手工操作階段->批處理階段->分時(shí)操作系統(tǒng)->實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)->網(wǎng)絡(luò)、分布式操作系統(tǒng)->個(gè)人操作系統(tǒng)。

手工操作階段（無(wú)操作系統(tǒng)）

其實(shí)在手工操作階段時(shí)，計(jì)算機(jī)并沒(méi)有操作系統(tǒng)。那時(shí)計(jì)算機(jī)是專門科研人員所使用的工具，普通人根本接觸不到計(jì)算機(jī)（如下圖所示）。

當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)和程序是存儲(chǔ)在穿孔卡片上的，二進(jìn)制的代碼其實(shí)是通過(guò)卡片的打孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的（卡片上密密麻麻打了一些有規(guī)律的孔）。如下圖所示：

最后，導(dǎo)致的結(jié)果是CPU與手工的速度相差實(shí)在太大，人機(jī)矛盾非常嚴(yán)重。每個(gè)用戶獨(dú)占全機(jī)，資源利用率低。

批處理階段（OS開(kāi)始出現(xiàn)）    

單道批處理系統(tǒng)

    科研人員為了解決人機(jī)矛盾的問(wèn)題，發(fā)明出了單道批處理系統(tǒng)。不在使用手工來(lái)穿孔卡片，而是使用單獨(dú)的一種機(jī)器來(lái)代替人工，這樣大大減少了CPU和外設(shè)的速度差。

    而單道批處理系統(tǒng)在內(nèi)存中只能存放一道作業(yè)，cpu也只能執(zhí)行一道作業(yè)，執(zhí)行完畢后切換下一道作業(yè)。

    其特點(diǎn)有：自動(dòng)性（作業(yè)自動(dòng)導(dǎo)入，自動(dòng)執(zhí)行）、順序性（磁帶上的作業(yè)按照順序依次執(zhí)行）、單道性（內(nèi)存中只能存放一道作業(yè)）

    缺點(diǎn)：內(nèi)存只能存在一道作業(yè)，當(dāng)IO發(fā)生時(shí)，CPU發(fā)生等待，資源利用率低。

多道批處理系統(tǒng)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，為了解決效率低的問(wèn)題，科研人員發(fā)明出了多道批處理系統(tǒng)。而多道程序設(shè)計(jì)也因此成為了當(dāng)下最主流的設(shè)計(jì)。內(nèi)存中可存放多個(gè)程序，并且可以在CPU上交替執(zhí)行。

其特點(diǎn)有：多道（內(nèi)存中可以存放多程序）、宏觀上并行（每個(gè)程序在宏觀上是一起執(zhí)行的）、微觀上串行（因?yàn)閱蜟PU同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程在微觀上是依次執(zhí)行的）。

優(yōu)點(diǎn)：引入了多道程序設(shè)計(jì)，內(nèi)存中可以存放多道作業(yè)，當(dāng)一道程序在等待其他資源被阻塞時(shí)，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行其他程序。

缺點(diǎn)：因?yàn)榕幚聿僮飨到y(tǒng)一切工作都是機(jī)器自動(dòng)完成，缺少了人機(jī)交互性。

分時(shí)操作系統(tǒng)

為了解決人機(jī)相互的問(wèn)題。誕生了分時(shí)操作系統(tǒng)。主要是將CPU的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分成一個(gè)個(gè)很短的時(shí)間片，輪流分給各作業(yè)使用。

其特點(diǎn)有：同時(shí)性（每個(gè)終端用戶可以同時(shí)操作計(jì)算機(jī)）、人機(jī)交互性強(qiáng)（每個(gè)時(shí)間片很小，人在發(fā)出命令后很快就能得到回應(yīng)）、獨(dú)立性、及時(shí)性。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

如果有需求是不需要時(shí)間片排隊(duì)，而在一個(gè)時(shí)間限制里必須要執(zhí)行完畢。這就誕生了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

分類：硬實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（必須馬上在規(guī)定的時(shí)間完成，否則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，如股票交易）、軟實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（能夠接受偶爾違反時(shí)間且不會(huì)受到致命傷害，如銀行轉(zhuǎn)賬）

其特點(diǎn)有：及時(shí)性、可靠性

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各臺(tái)計(jì)算機(jī)組織起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互傳送

分布式操作系統(tǒng)

由多臺(tái)對(duì)等的計(jì)算機(jī)有機(jī)組成，可以互相協(xié)同的完成同一任務(wù)

個(gè)人操作系統(tǒng)

如windows、linuxd的發(fā)行版，現(xiàn)在得到了廣泛的使用。

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